2024届新高考二轮复习 元素及其化合物 学案

元素及其化合物

真题研练•析考情

“2023・辽宁卷］下列有关物质的工业制备反应错误的是()

A.—H2s

点热

B.制HCI：H2+C12==2HC1

C.制粗硅：Si(%+2c---Si4-2(()t

D.冶炼铁：2Mg()(熔融):丝2Mg()24

2.［2023•浙江1月］下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是()

A.Na和乙醇反应可生成H2

B.工业上煨烧黄铁矿(FeS2)生产SO2

C.工业上用氨的催化氧化制备NO

D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2

3.［2023•湖南卷］处理某铜冶金污水(含Ci?*、Fe3+>Zn2\Ap+)的部分流程如下:

石灰乳Na2s溶液

「I

污水T混分.।『上士沉二池I卜|混合槽II~叫池II出水

沉渣I沉渣U

已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

物质1MOH)^CU(OH)2Zn(OH).AKOH)a

开始沉淀pH1.94.26.23.5

觉全沉淀pH3.26.7氏24.6

②Ksp(CuS)=6.4X10-36,Ksp(ZnS)=1.6XIO、、

下列说法错误的是()

A.“沉渣I”中含有Fe(OH)3和A1(OH)3

B.Na2s溶液呈碱性，其主要原因是S2-+H2OHS-+0IT

c(Cu-)

C.“沉淀池n”中，当Cu2+和Zt?+完全沉淀时，溶液中c<ZnJ+)=4.oxio-12

D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水

4.［2022・广东卷］若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a〜d均为浸有相应试液的棉花)所

示的探究实验，下列分析正确的是（）

I丛红*NoOH

!bd

I»tt安全

□/l*KMn（）4气域

A.Cu与浓硫酸反应，只体现H2s。4的酸性

B.a处变红，说明S02是酸性氧化物

C.b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性

D.试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成

5.[2022・山东卷]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe

元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。

高压o、NH,R/kH.

破

化

铜浸取中和第pH过渡还原|一过滤LCu

精

M

矿固&x5属

U

Fe(OH)3C(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀pH1.94.26.2

沉淀完全pH3.26.78.2

下列说法错误的是（）

A.固体X主要成分是Fe（OH）3和S;金属M为Zn

B.浸取时，增大02压强可促进金属离子浸出

C.中和调pH的范围为3.2~4.2

D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成

考情分析

考点考向预测

元素化合物的物质的性质与用途的简单应用元素化合物是化学命题的主要载体，考查点

性质及用途元素化合物的性质检验及探究不会有太大的变化，主要考查某些元素及其

元素化合物化学反应对应物质转化、现象化合物的性质、物质的分离和除杂，可能会

之间的转化微型化工流程图涉及反应原理与规律中的相关知识。

核心突破•提能力

考点1元素及其化合物之间的转化

核心梳理

1.常考无机物的性质与用途对应关系

序号性质用途

(1)硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板

(2)二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度可作光导纤维

⑶2C+SiCh高温Si+2cof焦炭还原二氧化硅制备粗硅

(4)硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂

用浓氨水检验输送氯气的管道是否

(5)浓氨水具有挥发性，氨具有还原性

漏气

草木灰和镀态化肥反应生成氨气，使肥效降

(6)草木灰和钱态化肥不能混合施用

低

⑺二氧化硫具有还原性、漂白性可用作葡萄酒添加剂；漂白纸浆等

(8)Na2cCh水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污

⑼NazCh与H2O、CO2反应均生成作供氧剂

(10)锂质量轻、比能量大可用作电池负极材料

(11)A1具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品

(12)铝有还原性能发生铝热反应，放出大量热可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属

(13)MgO、AI2O3的熔点很高作酎豆温材料

小苏打与硫酸铝溶液发生相互促进的水解

(14)可作泡沫灭火器

反应

(15)CuSCU使蛋白质变性误服CuS04溶液，喝蛋清或豆浆解毒

(16)BSSQL不溶于水，不与胃酸反应在医疗上用作“领餐”

2.常见元素及其化合物之间的转化

(1)钠及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式:

0______________________________________________________

②__________________________________________________________________________________________

③__________________________________________________________________________________________

④_________________________________________________________________________________________

⑤_________________________________________________________________________________________

或___________________________________________________________________________

⑥侯氏制碱法的原理

(2)铝及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①___________________________________________________________________________

②___________________________________________________________________________

③___________________________________________________________________________

④___________________________________________________________________________

⑤___________________________________________________________________________

(3)铁及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

0______________________________________________________

④

⑤______________________________________________________________________________________________________

(4)铜及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

©___________________________________________________________________________

②______________________________________________________________________________________________________

③______________________________________________________________________________________________________

(用离子方程式表示)

(5)硅及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式

①___________________________________________________________________________

②__________________________________________________________________________________________

③___________________________________________________________________________

或___________________________________________________________________________

④___________________________________________________________________________

⑤___________________________________________________________________________

⑥___________________________________________________________________________

⑦___________________________________________________________________________

(6)氮及其化合物的转化关系

?2i(><♦O-

Nil--NO-NO—=HN().

1Q)1(DCu

上图标号反应的化学方程式

①___________________________________________________________________________________________

③_________________________________

④_________________________________

(7)氯及其化合物的转化关系

+7

+5

+4

+3

+O1

7

名化物单质包化物含辄酸正盐物质类别

上图标号反应的化学方程式:

①.

(8)硫及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式:

0________________

④___________________________________________________________________________

【特别提醒】常见无机物转化关系

()2IH：Ost»

金属一》金属氧化物•碱

|+

(1)某选酸性「化为满足此关系的有Na、K、Ca»

碱或某些&-敦化物

非金属氧化物殷酸」士a

°2?।ot

⑵非金属’.・高价非金属箕化物,满足此关系的有N、So

0202Hz0

(3)化合物A-B—C＞酸，满足此条件的有CH4、NH3、H2So

[xpqYpqr

(4)X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系，।

列举出符合此转化关系X、Y、Z、W的三组物质化学式：

①AlCb、Al(0H)3、Na[Al(0H)4],NaOH；

②NH3、NO、NO2、02；

③H2S、S、SO2、O2o

典题精研

考向1元素及其化合物的性质与应用

例1硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成

的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是()

A.NO2和SCh均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因

B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5

C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定

D.工业废气中的SO?可采用石灰法进行脱除

练1“劳动创造幸福，实干成就伟业”。下列劳动项目所涉及的化学知识不正确的是()

选项劳动项目化学知识

A氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记HF与SiCh反应

BNaCl的溶解度随温度变化不大在盐田中晾晒海盐，得到粗盐

C利用含小苏打的发酵粉烘焙蛋糕小苏打是碳酸氢钠

D用明矶处理较浑浊的天然水明矶主要起净水和杀菌作用

考向2元素化合物之间的转化

例2[2023•湖南卷]油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度

和光照条件下，颜料雌黄(As2s3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:

空气.紫外光

AsjS/s)

空气，自然光

敝

下列说法正确的是()

A&O：-和S0『的空间结构都是正四面体形

B.反应I和n中，元素As和S都被氧化

ng)

c.反应I和n中，参加反应的水氏°)：I<II

D.反应I和II中，氧化1molAs2s3转移的电子数之比为3：7

练2炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是

()

A.可减少CO2的排放

B.Fe3C)4和CaO均可循环利用

C.过程①和④的转化均为氧化还原反应

D.过程①的反应中有非极性键的断裂和生成

考点2简单无机化工流程分析

核心梳理

1.掌握经典无机化工流程

(1)纯碱制备

透入足盒N由、通入过用CO；.过滤、△

*(NaHCO晶体

饱和NaCl溶液3Na2c。3

(2)绿矶制备

除油污稀Fe粉浓缩…，八

废铁屑―*--------•------»-----*rt'S()|,

*结晶(绿所.)

纯血液

(3)从铝矿石中获得铝

足fitNaOH通入足量

铝矿石灌液AKOH%A_AI2O3^*AI

溶液、过渡co,、过成

足力二皿漉液足有岚水

AkOH>j------4_।

过渡

(4)海水提镁

角灰乳

海水浓”浓缩液一^避+-溶液

藏发、结M.e°■.八HCI,电解一

--»MgC1•6H2()-----►MglU—*Mg

(5)海水提漠

提取硫殷酸化热空气含Hr,

海水苦卤含Br,的海水

1-----'一""1相盐

翻气Bt换吹出的空气

丽.冷凝分离国商沟痍料曲原禾西F笠网雨日鳖

依化

2.工艺流程图示与分析

⑴工艺流程图示

(2)工艺流程分析方法

工艺流程中，一般每个“方框”代表一个操作或一个反应。分析某个过程反应的时候注

意：该反应的反应物是“进框箭头物质”，生成物是“出框箭头物质”，反应的酸碱性环境综

合考虑前一步反应及产物特点进行判断。

典题精研

考向“简易化工流程”及分析

例3［2023•辽宁卷］某工厂采用如下工艺制备Cr（OH）3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式

存在，下列说法错误的是（）

NagCOj+Oj淀粉水果液

矿渣-------焙烧T永迨空华m化~cm

（含FeO、Crqj-------

滤渣造液②

A.“焙烧”中产生CO2

B.滤渣的主要成分为Fe（OH）2

C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO：

D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用

练3工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSCh的主要流程如图，下列说法错误的

是（）

S5一畋网一话鬲］一湿科一|气流卜燥|

A

-中和L*

,,。十母液NaHSO；,

（pH—8）

A

纯碱.水

A.吸收过程中有气体生成

B.结晶后母液中含有NaHCCh

C.气流干燥湿料时温度不宜过高

D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3

模考精练•抓落实

1.劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是（）

选项劳动项目化学知识

A面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包Na2c。3可与酸反应

B环保工程师用熟石灰处理酸性废水熟石灰具有碱性

C工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与H2O高温下会反应

D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板铝能形成致密氧化膜

2.下列依据实验方案和现象对浓硫酸性质做出的判断合理的是（）

实验

方案

实验I：实验n：

黑色固体溶解，溶液接近无色（溶液中镒

实验

试纸中心区域变黑，边缘变红元素仅以M「+存在），产生能使带火星的

现象

木条复燃的无色气体

A.由I可知，浓硫酸具有脱水性

B.由I可知，浓硫酸具有弱酸性

c.由n可知，浓硫酸具有强氧化性

D.由II可知，浓硫酸具有吸水性

3.部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是（）

化合价

A.a与c之间能发生氧化还原反应

B.d溶液久置于空气中会生成e,溶液的导电性增强

C.c能使澳水褪色，说明c有漂白性

D.可实现a-b->c—dfe的转化

4.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（）

A.a可与e反应生成b

B.b既可被氧化，也可被还原

C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体

D.可存在bfcf<Jfe_*b的循环转化关系

Fe0

5.钢盐生产过程中排出大量的钢泥［主要含有BaCCh、BaSiO3>BaSO3>Ba（2）

2等］,由该钏泥制取硝酸领|Ba（N03）21的工艺流程如下。

H/）稀HNO3XWOH%

蚓曲囱画脚聿喘?

•）蒸发浓络,T冷却结晶1……—BMNO^h晶体

已知废渣中含有Fe（0H）3。下列说法错误的是（）

A.“酸溶”时的不溶物成分主要为硅酸和硫酸领

B.为了加快反应速率，“酸溶”时，可采取搅拌、高温等措施

C.“中和I”加入的X可选用BaCO3

D.废渣经过加工可用来生产油漆或涂料

参考答案

真题研练•析考情

1.解析：工业合成氨是利用氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下反应生成的，

高温、高压

反应方程式为N2+3H2'催化*2NH3,A正确；工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生

点燃

成的，反应方程式为H2+CI22HC1,B正确；工业制粗硅是将SiCh与C在高温下

反应生成粗硅，反应方程式为SiCh+2CSi+2C0t,C正确；冶炼金属镁是电解

电解

熔融氯化镁，反应方程式为MgCb（熔融）Mg+Cht,D错误；故答案选D。

答案：D

2.解析：Na和乙醇反应生成CH3cHzONa和H2,A项正确；工业上燃烧黄铁矿生成

S02和FezCh,B项正确；氨的催化氧化反应生成NO和H2O,可用于制备NO,C项正确；

常温下铁遇浓硝酸钝化，不能用于制备NO2,D项错误。

答案：D

3.解析:

石灰乳N%S溶液

沉沉渣nNa\

Al"、

Fe"完全沉淀FdOHh、CuS,Ca1*、

Af•部分沉淀AkOHbZnS阴离主

结合已知①表中数据可知，“沉渣I”中含有Fe(OH)3和Al(0H)3,A项正确;

Na2s溶液因S2-水解而呈碱性，B项正确；“沉淀池H”中，当C/+和Zn?+完全沉淀时，溶

《Cu>)%(CuS)6.4X1Q-36

《ZnZ+)c(S2-)=Z项正确；“出

液中%(ZnS=1.6X10-*=40X10-12,C

水”中除含有阴离子外，还含有大量的Na+、Ca2+等，故只经阴离子交换树脂软化处理后,

不可用作工业冷却循环用水，D项错误。

答案：D

4.解析：铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成S02体现出

浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，

可说明S02是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是S02具有漂白性，而c

处酸性高镒酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnC)4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，

故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuS04,

而非蓝色的CUSO45H2O,其原因是浓硫酸吸水，将反应生成的H2O吸收，故D错误。

答案：B

5.解析：CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS

反应产物为CUSO4、S、H20,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形

成Fe(°H)3沉淀，而C/+、Zr?+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、

2+

Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn；然后向滤液中通入高压H2,根据元素活动性：Zn>H>

Cu,Ci?*被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，

再经一系列处理可得到Zn单质。由分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,

A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)eCu2+(aq)+S2-(aq),增大O2

的浓度，可以反应消耗S2,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金

属离子的浸取，B正确；根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，

而Ci?+、Zi?+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节

溶液pH范围为3.2〜4.2,C正确；在用比还原Ci?+变为Cu单质时，氏失去电子被氧化为

H+,与溶液中OIT结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去

电子，因此不利于Cu的生成，D错误。

答案：D

核心突破•提能力

2.(1)®2Na+2H2O=2NaOH+H2t

②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t

(3)2Na2O2+2co2=2Na2cO3+O2

④Na2cO3+H20+CO2=2NaHCO3

@NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H20

2NaHCO3士Na2cO3+H2O+CO2t

@CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3I+NH4C1

(2)①2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2f

②AI2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]

③AlCb+4NaOH=Na[Al(OH)4]+3NaCl

@Na[A1(OH)4]+CO2=A1(OH)3I+NaHCO3

@A1C13+3NH3-H2O=A1(OH)3I+3NH4cl

(3)①2Fe+3cL^2FeCl3

②Fe2O3+3CO2Fe+3cCh

③3Fe+4H2OFe3O4+4H2f

@2FeCh+C12=2FeCl3

⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(4)①2Cu+SMu2s

@2Cu+02+H20+CO2=CU2(OH)2CO3

③Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

点燃

(5)®CO2+2MgC+2MgO

②Na2cO3+H2O+CO2=2NaHCO3

③NaHCCh+NaOH=Na2CO3+H2O

2NaHCO33Na2cO3+H2O+CO2

@SiO2+2CSi+2C0

⑤SiC)2+4HF=SiF4t+2H2O

@SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H20

⑦NazSiCh+2H2O+CO2=Na2CO3+H4SiO4I

催化剂

„\H1.1------=l\(>>SHO

⑹①

而温.高压

i3H...-Ml

②催化剂

@2NO+O2=2NO2

@Cu+4HNO3(?^)=CU(NO3)2+2NO2t+2H2O

⑺①CL+S02+2H2O=H2SO4+2HC1

②Cu+Cb-CuCl2

③CL+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

④2cI2+2Ca(0H)2=Ca(C10)2+CaCl2+2H,0

⑤MnCh+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2t+2H2O

⑥2NaCl+2H2O电角军2NaOH+Cl2t+H2t

催化剂

2S()_,+(Lm2S(人

⑻①△

②Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2f+2H2O

③C+2H2so4(浓)-C02t+2SO2t+2H2O

④2Na2sO3+Ch=2Na2so4

［例1］解析：SO2是无色气体，A错误；汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧

的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等，B错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO

和NO2作为肥料，C错误；石灰(CaO)可与S02反应生成CaSCh,故可采用石灰法脱除工业

废气中的S02,D正确。

答案：D

［练1］解析：氢氟酸与玻璃中的SiCh反应，生成SiF4气体和水，故可以用氢氟酸刻蚀

玻璃，故A正确；海水晒盐相当于是用蒸发结晶的方法得到，氯化钠的溶解度受温度影响

不大，因此采用此法获得，故B正确；小苏打是碳酸氢钠，受热分解产生二氧化碳气体等，

故可用于烘焙蛋糕，故C正确；明矶处理浑浊的水，是因其溶水后形成胶体，胶体具有吸

附性，但明矶不能杀菌，故D错误。

答案：D

［例2］解析：SO7中4个硫氧键相同，其空间结构为正四面体形’23的空

间结构为四面体形，A项错误；由图示转化可知，反应I中只有s元素被氧化，反应n中

As、S元素均被氧化，B项错误；根据反应物和产物及氧化还原反应规律可知，反应I为

2As2s3+6O2+3H2O=2AS2O3+3H2s2O3,反应II为As2s3+7O2+6H2O=2H3AsO4+

3H2so4,则参加反应的W&°)：I>11,C项错误；根据反应I、II可知，1molAs2s3

发生反应时，两反应转移的电子分别为12mol和28mo1,个数之比为3：7,D项正确。

答案：D

［练2］解析：反应②利用二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙，第④步中二氧化碳与铁生

成四氧化三铁和CO,可减少CO2的排放，A正确；根据反应过程可知Fe3C)4和CaO均可循

环利用，①中消耗Fe3C>4,④中生成Fe3C>4,②中消耗CaO,③中生成CaO,B正确；过程

①中CO转化为C02,④中C02转化为CO,均有化合价的变化，故转化均为氧化还原反应，

C正确；过程①的反应有H2中非极性键的断裂，但没有非极性键的生成，D错误。

答案：D

［例3］解析：焙烧过程中铁、铝元素均被氧化，Cr2O3转化为Na2CrO4,化学反应式方

塔烧

程为2Cr2O3+4Na2CO3+3C)24Na2CrO4+4CO2,FeO转化为Fe2O3=水浸时滤渣为

Fe2O3,滤液中存在辂酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原反应得到氢氧化铝沉淀。

辂氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A正确；焙烧过程铁元素被氧

化，滤渣的主要成分为FezCh,B错误；滤液①中主要溶质为Na2CrO4,所以Cr元素主要

存在形式为CrOi~,C正确；由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确；故

选B。

答案：B

［练3］解析：根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到的结晶成分

为NaHSCh,则母液为饱和NaHSCh和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加

入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+

Na2CO3=Na2SO3+NaHCO3,所以调节pH为8